Устройство для измерения восстанавливающейся электрической прочности высоковольтных выключателей

 

пщ 474772

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18,01.73 (21) 1872399/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет (51) М. Кл. G 01г 31/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений Опубликовано 25.06.75. Бюллетень № 23 (53) УДК 621.316.542. .027.3.001.4 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 01.10.75 (72) Авторы изобретения

А. К. Курочкин и Н. В. Шилин (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВОССТАНАВЛИВАЮЩЕЙСЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОЧНОСТИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ВЫКЛЮЧАТЕЛ ЕЙ

Изобретение касается исследований высоковольтных выключателей на отключающую способность и может быть использовано в лабораториях больших мощностей и на заводских испытательных стендах.

Известны устройства для измерения восстанавливающейся электрической прочности

-(ВЭП) выключателей с последовательно включенными источником переменного тока, токоограничивающим реактором, вспомогательным

-выключателем и испытуемым выключателем, параллельно которому включен высоковольтный импульсный зондирующий генератор.

Однако такие устройства непригодны для измерения ВЭП выключателей, соответствующей большим отключаемым токам, такие устройства неприемлемы для измерения ВЭП в масляных выключателях больших мощностей.

Целью изобретения является расширение ис- пытательных возможностей устройства для измерения ВЭП выключателя и увеличение предела отключаемых токов.

Это достигается тем, что параллельно испытуемому и вспомогательному выключателям включена закорачивающая цепь, содержащая дроссель насыщения и разрядник, параллель. но которому включен генератор коротких высоковольтных импульсов с цепью подпитки дуги разрядника.

Кроме того, вспомогательный выключатель шунтирован резистором, одновременно являющимся частью высоковольтного зондирующего генератора, а часть токоограничивающего реактора шунтируется замыкателем.

На фиг. 1 показана схема предложенного устройства для измерения ВЭП выключателя; на фиг. 2 — стилизованная диаграмма отключаемых токов и зондирующего ВЭП импульса напряжения; на фиг. 3 — закорачивающая

10 цепь с генератором коротких высоковольтных импульсов и подпитывающей дугу разрядника цепью.

Предложенное устройство содержит источник 1 переменного тока (ударный генератор, 15 сеть или конденсаторную батарею), вкпючающий защитные выключатели 2, 3, токоограничивающий реактор 4, испытуемый выключатель 5 с шунтирующим конденсатором б, вспомогательный выключатель 7, отключающее

20 устройство с шунтирующим резистором 8 и конденсатором 9, синхронизирующий пик-трансформатор 10 с обмоткой смещения. Параллельно испытуемому 5 и вспомогательному 7 выключателям присоединена закорачивающая

25 цепь с дросселем 11 насыщения, разрядником

12 с перемещающейся дугой, параллельно которому включен генератор 13 коротких высоKoBoJIbTHbIx импульсов с цепью, подпитывающей дугу разрядника 12, и с обостряющим

30 фронт импульса разрядником 14.

474772

К испытуемому выключателю через трехэлектродный разрядник 15 присоединен высоковольтный импульсный зондирующий генератор с сопротивлением 16, дросселем 17 и конденсатором 18. Элементы 6, 8 и 9 устройства также являются функциональными частями генератора, регулирующими фронт зондирующего импульса напряжения. Блок включения

19 функционально связан с пик-трансформатором 10, замыкателем 20, шунтирующим реактор 4, генератором 13, 14 коротких высоковольтных импульсов и разрядником зондирующего генератора.

Закорачивающая цепь с генератором коротких высоковольтных импульсов (простой вариант) показана на фиг. 3. В этой цепи в качестве дросселя 11 насыщения используется шина (1 = 0,5 — 0,8 м) с надетыми на нее высокочастотными ферритовыми кольцами.

Дисковый электрод разрядника 12 закреплен на заземленной шине (стержне), которая проходит через ось соленоида 21, создающего постоянное магнитное поле для вращения дуги разрядника 12.

Генератор 13 коротких высоковольтных импульсов содержит коммутирующий элемент 22 тиратрон, накопительный конденсатор 23, дроссель 24, конденсатор 25 и обостряющий разрядник 14. Параллельно конденсатору 25 включена цепь 26, 27, подпитывающая дугу разрядника 12. Представленный генератор обеспечивает высокую стабильность и точность запуска закорачивающей цепи 11, 12 при относительно невысоком зарядном напряжении на элементах генератора 22, 23 и малом времени формирования импульса.

Перед измерением ВЭП замыкают контакты включающего аппарата 2, через испытуемый выключатель 5 протекает ток короткого замыкания. При каждом переходе тока через нуль импульс пик-трансформатора 10 поступает на блок 19 включения. B заранее намеченный нуль тока или после установленной задержки для обеспечения остаточного тока через выключатели 5 и 7 блок 19 инициирует запуск генератора 13, 14 коротких высоковольтных импульсов. Запуск генератора 13 (см. фиг. 3) начинается с поджига тиратрона 22. В результате конденсатор 23 разряжается через дроссель 24 на конденсатор 25 меньшей емкости (предварительно заряжен вместе с конденсатором 27 цепи подпитки дуги в разряднике

12), пока последний дополнительно не зарядится напряжением большим (в пределе удвоенным), чем на конденсаторе 23, и разрядник

14 не пробьется. Разряд конденсатора 25 на разрядник 12, имеющий емкость, на порядок меньшую (10 —" ф) также сопровождается удвоением амплитуды напряжения импульса и сокращением его фронта до 10 — сек.

Для такого импульса дроссель 11 представляет значительное сопротивление (10 ом), поэтому генератор способен вызвать многократное перенапряжение, на разряднике 12 искра в течение долей микросекунды перехо5

50 дит в дугу, подпитываемую предварительно: заряженным конденсатором 27 через сопротивление 26 (оно сокращает время перехода искры к дуге) .

Сопротивление закорачивающей цепи 11, 12 на порядок величины меньше, чем сопротивление длинных обдуваемых остаточных дуг высокого давления (10 — 104 ом) выключателя

5 в. Это достигается насыщением дросселя 11 при протекании низкочастотного тока контура, сопротивление которого не превышает 10 —

10- ом, использованием медных электродов (малое,приэлектродное падение напряжения в дуге) в разряднике 12, небольшим зазором (3 — 10 мм) между ними и слабым обдувом дуги при ее вращении, препятствующим эрозии электродов. Дуга вращается за счет взаимодействия с радиальной компонентой магнитного поля соленоида 21 и перемещается от оси разрядника 12 на периферию электродов.

Таким образом, выключатели 5 и 7 оказываются обесточенными шунтированием их низкоомной закорачивающей цепью 11, 12 на время протекания переменного тока в контуре до срабатывания защитного выключателя 3. После обесточивания выключателей 7 и 5, в случае их одинаковой конструкции (модулей), в последнем из них начинается более быстрое восстановление электрической прочности, так как перед обесточиванием часть тока до него ответвлялась на резистор 8.

Через заданный интервал времени (см. фиг. 2) после обесточивания выключателей, определяемый уставкой включающего устройства, после пробоя разрядника 15, на выключатели подается высоковольтный зондирующий импульс генератора (15, 18, 17, 16, 8, 7, 6, 9), который вызывает пробой в этом выключателе в момент 4, Огибающая значений пробивных потенциалов, замеренных в каждом опыте, позволяет получить характеристику ВЭП (фиг. 2).

При испытании на ВЭП выключателя с малой памятью в маломощном контуре тока (например, с источником энергии — конденсаторной батареей) через выключатели 5, 7 пропускают ток 4 (фиг. 2):пониженной частоты (25 гц) вблизи максимума тока в момент 4, шунтируют часть реактора 4 (фиг. 1) замыкателем 20, создавая требуемую скорость подхода тока к нулю.

Предмет изобретения

1. Устройство для измерения восста навливающейся электрической прочности высоковольтных выключателей, содержащее последовательно включенные источник переменного тока, токоограничивающий реактор, вспомогательный выключатель и испытуемый выключатель, параллельно которому включен высоковольтный импульсный зондирующий генератор, отличающееся тем, что, с целью расширения испытательных возможностей и увеличения предела отключаемых токов, параллельно

474772,5

Фиг.,7 испытуемому и вспомогательному выключателям включена закорачивающая цепь, содержащая дроссель насыщения и разрядник, параллельно которому включен генератор коротких высоковольтных импульсов с цепью подпитки дуги разрядника.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щс е ся тем, что, с целью упрощения процесса испытаний, вспомогательный выключатель шунтирован рези=тором, одновременно являющимся частью высокозольтного зондирующего генератора.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающеес я тем, что, с целью увеличения производной тока при подходе его к нулю, в маломощном низкочастотном контуре тока часть токоогранпчпвающего реактора шунтирована замыкателсм.